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1、第30卷第4期河南工业大学学报(自然科学版)Vo.l30,No.42009年8月JournalofHenanUniversityofTechnology(NaturalScienceEdition)Aug.2009文章编号:16732383(2009)04007205基于双通信模式的分布式粮情测控系统设计12刘杰,张红梅(1.河南广播电视大学,河南郑州450008;2.河南工业大学信息科学与工程学院,河南郑州450001)摘要:针对粮仓测控需求,提出了基于双重通信模式的分布式粮情测控系统设计方案,利
2、用电力线载波和zigbee无线通信相结合的方式实现仓储信息的测与控.通过分析分布式粮情测控系统的组成和工作过程,给出相应测控模块的软硬件设计.关键词:粮情;测控系统;双通信模式;分布式中图分类号:TS210文献标识码:B[34]法针对粮情采取控制措施.0前言针对上述问题,作者提出了一种基于电力线载波和无线通讯相结合的新型粮情测控系统粮食储存的主要问题是如何随时掌握粮仓内方案.粮食的质量变化情况,保证入库粮食在较长时间内不变质.在存储过程中,粮食主要受温度、湿度1系统组成及工作过程及其他因素的影
3、响,可能出现发热霉变、虫害孳生等情况,根据官方数据,因上述等因素在存储阶段1.1系统组成损失的粮食约占总量的0.2%,农户家庭储粮的系统组成如图1所示.[1]损失率更高.在4项储粮新技术中(谷物冷却、循环通风、环流蒸熏,粮情测控)中,粮情测控是基础,是粮食储藏成败的关键,为了减少粮食的损失,保证粮食品质,就必须准确及时掌握储存过程中各种物理因素尤其是温度和湿度的变化情况,找出其变化的规律及影响,并执行及时可行的调控策略.随着电子技术的发展,我国已有各个厂家研制成功了品种多样、系统结构各异的粮情测控系统,这
4、些系统普遍采用485总线或CAN总线结构,这种结构需要铺设专用线路,这样不但施工量大而且线路出现故障时不易维修.也有利用电力线或无线网络的测控系统,采用电力线载波的确减少了铺设专用线路,减少了施工工作量,降低了[2]施工成本和系统成本;但是一般电力线在建设图1系统组成粮仓时已经铺设完毕,且大多埋于墙体内部,给施工带来一定影响,同时还存在布点不够灵活的缺整个系统由1台上位机、1台测控主机、若干点.单纯使用无线网络,只能完成数据的检测,无个测控分机(每个粮仓或廒间1台)、若干个温度湿度采集器、测量传感器和
5、风机控制器组成,其中收稿日期:20090415上位机和测控主机之间采用RS232通信,测控分作者简介:刘杰(1971),男,河南尉氏人,讲师,主要从事单片机机与测控主机以及风机控制器之间采用电力线载及嵌入式技术应用的研究.波方式进行通信和控制,采集器与测控分机之间第4期刘杰等:基于双通信模式的分布式粮情测控系统设计73采用无线方式进行通信,这样构成一个集粮情测针对电力线应用加入了许多特别的信号处理手控,智能分析和通信控制为一体的,具有一定规模段,利用ST7538组成的电力线载波通信网络接口的计算机
6、测控系统.上位机和测控主机位于粮情如图3所示.测控计算机中心.测控分机分别位于粮仓的分机箱中,它们利用现成的低压电力线和测控主机相连,采用电力线载波方式进行通信,同时和同一粮仓中的风机控制器,也利用低压电力线载波方式进行控制.每个粮仓中的采集器与本粮仓中的测控分机通过无线模块进行通信,整个系统层次清晰,结构紧凑.1.2系统工作过程系统上电初始化后,上位机根据人员的操作或自动将命令发送给测控主机,测控主机通过电图3测控主机电力线载波接口力线向测控分机发出命令.上位机选用普通的PC兼容机,其主要功能是存储所
7、有被测定的历史数AT89C2051的P1.6、P1.7和P3.4分别于A、据,处理测控主机收集上传来的数据并根据处理B、C三相耦合保护控制信号相连.工作时,CPU结果通过测控主机向测控分机发送控制命令.采首先控制与A相电力线相连通,并向与A相线相集器接收测控分机的命令采集各测量点的温度和连的测控分机发送命令,接收A相测控分机的数湿度,转换成数字量,并向测控分机发回数据.测据;A相的数据收集完毕,发送给上位机;断开A控分机采用循环方式收集粮仓内的所有采集器的相,再依次控制连通B相和C相,接收B相和C温度湿
8、度等数据、仓外空气的温度湿度数据,将这相的测控分机的数据.些数据保存并进行简单的处理,根据简单处理的测控分机也采用单片机系统,采用CC2430[6]结果控制风机的起停;同时通过电力线向测控主MCU.CC2430出自NI公司,是一款真正符合机发回数据.测控主机把收集到的实时数据发送IEEE802.15.4标准的片上ZigBee产品.该芯片给上位机,供上位机进行数据的分析.从而达到对集成ZigBee射频(RF)前端、
